A víz: a jövő kihívása

A vízmolekula a legegyszerűbb és legkisebb aszimmetrikus molekula. Liliputi mérete 10-10 m vagy 10-13 km nagyságrendű, de tulajdonságai tavak, folyók, vízgyűjtők, kontinensek és a földgolyó sorsát befolyásolják. Az élet az ősóceánokban alakult ki, de a genetikai információt hordozó DNS sem létezne víz nélkül. Testünk mintegy 60 %-ban víz. Táplálékunk jelentős részére ugyanez igaz (tojás – 75 %, marhahús – 64 %, kenyér – 38 %). Az ember megél egy hónapig élelem nélkül, de tiszta víz nélkül csak néhány napig.

A Föld globális vízkészlete mintegy 1400 millió km3. Megújuló erőforrásként évente mintegy félmillió km3 víz lép a folytonos, nagy körforgásba. A teljes vízkészlet 2,5 %-a édesvíz. Ezen belül a hasznosítható hányad csupán 0,6 % (folyók, tavak és felszín alatti vizek). A globális vízigény (aminek 80 %-át az öntözés teszi ki) a megújuló készletnek mintegy százada. A gondot a térben és időben roppant egyenlőtlen elosztás jelenti: vízhiányok, aszály és árvizek fordulnak elő. A vízzel tehát gazdálkodni kell.

A természetes víz mindig tartalmaz oldott és szilárd, szerves és szervetlen anyagokat. Szennyezésnek a természetes vizeket károsan befolyásoló anyagokat tekintjük, amelyek a vízminőség romlását idézik elő. A szennyvízben gyakoriak a kórokozók, a különböző nagy koncentrációjú, „besűrűsödött” szerves és szervetlen szennyezők és növényi tápanyagok, de a társadalom által használt bármely anyag előbb vagy utóbb kimutatható bennük.

Az ötvenes évek elején Japán egy kis falujában, Minamatában sok lakos idegrendszeri elváltozásokat tapasztalt. A szerencsétlenebbeknél erős reszketés, paralízis és esetenként halál lépett fel. Sok csecsemő tragikusan eltorzultan és mentális sérüléssel jött világra. A vizsgálatok higanymérgezést mutattak ki. A Chisso vegyigyár éveken keresztül vezette a magas higanytartalmú szennyezését (higany-szulfát formájában) a Minamata-öbölbe. A higany-szulfát a vízben rosszul oldódik, sőt, egy még rosszabbul oldódó higany-szulfiddá redukálódik, amit az üledékben található baktériumok erősen mérgező metil-higany kationná alakítanak át. Ez feldúsul a táplálékláncban: a halat és kagylót fogyasztó emberek szervezetében veszélyesen sok mérgező anyag halmozódik fel. Több mint 3500-an betegedtek meg, és közel ötvenen haltak meg. Ezt követően vezették be a rendkívül veszélyes ún. mikroszennyezők fogalmát, és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) elkészítette a veszélyes anyagok feketelistáját. Ezek az anyagok nem (vagy csak nehezen) bomlanak a természetben, ezért kibocsátásukat igyekeznek tiltani.

Az angol WC-től az óceánig

Az öblítéses toalett a civilizáció egyik legjelentősebb újítása. Kezdeti használata a közhiedelemmel ellentétben káros volt: hozzájárult a járványok terjedéséhez. Az elöregedett emésztőgödrök nem tudták tárolni a megnövekedett szennyvízmennyiséget, és elősegítették az akkor még ismeretlen kórokozók bejutását az ivóvízbe. A kolera, tífusz, hepatitisz következtében 1849-ben Angliában hetente több ezren haltak meg. A megoldást Londonban az 1854. évi járványt követően (és később máshol is) a megfelelő kapacitású, Temzébe (általában folyókba) torkolló csatornák kiépítése jelentette. Ez és az öblítéses WC átgondolt használata együttesen biztosította a szennyezések és a kórokozók gyors eltávolítását a háztartásokból (úgy, hogy a szállítóközegként szolgáló vizet tudatosan elszennyezzük).

A járvány kérdését tehát, úgy tűnik, megoldották, újabb baj volt azonban, hogy a felszíni vizek jelentősen megnövekedett szerves anyag-terhelésére nem gondoltak. A Temze, az Ohio, a Rajna és később számos hazai folyó is szennyvízcsatornává vált, melyekre oxigénhiányos állapot, halpusztulás, elviselhetetlen bűz és az élővilág drámai torzulása volt jellemző. A halpusztulás elsődleges oka a szerves anyag, mert ennek baktériumok általi lebontása elfogyasztja a vízben oldott oxigént. A feladat a megbízható szennyvíztisztítási technológiák kifejlesztése volt. A szennyvíztisztítás (és a vízkezelés) nem olcsó, kb. 50 000 Ft/lakos a beruházási költsége (azaz a csatornázással együtt az összes költség kb. 250 000 Ft/lakos. A „víz- és csatornadíj” leegyszerűsítve az üzemelési költség fedezését szolgálja, ami durván az összes beruházási költség 5-10 %-a.

A szennyvíztisztítás tömeges elterjedése még Angliában is legalább fél évszázadot igényelt. A fejlesztések többsége 1950 után történt, és komoly eredménnyel járt: sikerült rehabilitálni a Temzét (és más folyókat). A nyolcvanas évekre újból megjelentek a lazacok, amit korábban kevesen hittek volna.

Mire az oxigénháztartási gondokat megoldottuk, „bezöldültek” a tavak. A bajt a tápanyagok túlzott feldúsulása, az eutrofizálódás, például a toxinképző kékalgák megjelenése okozza. Ma szinte az összes európai nagy folyó az eutrofizálódás jeleit mutatja. Ettől szenvednek a beltengerek, a Balti- és a Fekete-tenger is. A folyókat mérgező szennyvizekből el kell távolítani a nitrogént és a foszfort, ezért a korszerű méréstechnikára alapozva bevezették a szennyvíz összetételének korábbinál lényegesen részletesebb jellemzését, s számos egyéb óvintézkedést. Ezt írja elő az EU új, nagy városokra vonatkozó szennyvíztisztítási irányelve is, amely előírja a foszfor- és nitrogéntartalmú vegyületek együttes eltávolítását. A direktíva hazai bevezetésének beruházási költségigénye (a csatornázással együtt) mintegy 1000 milliárd Ft.

Egyetlen öblítés ideje lakásunkban néhány másodperc. A folyókon a levonulás néhány nap vagy hét (és akár 1000 km távolság is lehet). A tavak jellemző léptéke több év vagy évtized, illetve több száz vagy ezer kilométer. A beltengereké ennél is nagyobb lehet, az óceán átlagos tartózkodási ideje pedig 3000 év. A terhelések és a vízminőségi hatások saját kényelmünk jegyében fokozatosan áthelyeződnek: a rendszer nyitott. Az óceán rehabilitációs ideje, ha egyáltalán van ilyen, többször 3000 év. A korábban helyesnek vélt hígítás tehát nem jelent megoldást.

A Balaton példája: talán sikertörténet

A Balaton esetében a tókutatók már a negyvenes években figyelmeztettek az ember okozta eutrofizálódás kedvezőtlen jeleire. A területfejlesztési tervek a turizmus korlátozását javasolták. Mindeközben az idegenforgalom szabályozatlanul nőtt, fejlesztették az ivóvízellátást és a csatornázást, ami megnövelve a tó terhelését. Elkésve kezdődött meg a szennyvíztisztítási program, melyben a foszfor-eltávolítás nem szerepelt. Megkezdődött, majd felgyorsult az intenzív mezőgazdaság, a műtrágyázás és a nagyüzemi állattartó telepek rohamos fejlesztése, amelyeket hasonlóan nyitott anyagkörforgalom jellemez, mint amilyet az öblítéses toalett eredményez. Két riasztó halpusztulás és a tó egészére kiterjedő fonalas kékalga-invázió vezetett végül 1983-ban egy átfogó rehabilitációs terv kidolgozásához.

A terv némi késéssel valósul meg, de az összes foszforterhelés mára mintegy a felére csökkent. A tó erről 1994-ig „mit sem tudott”, a minősége nem javult. 1995-től váratlan fordulat következett be, és a tavat immár nyolc éve jó vízminőség jellemzi, mintegy harminc éve eltűnt fajok kezdenek visszatérni. Nyugtalanító azonban, hogy a jelenség teljes körű tudományos magyarázata egyelőre még hiányzik.

Globális aggodalmak és a cselekvés helyi lehetőségei

A vízzel kapcsolatos félelmek jelentős része a népesség növekedéséhez és az egy főre jutó készletek csökkenéséhez kötődik. A 21. század végén a Föld lakossága meghaladhatja a 10 milliárdot. Jelenleg a népesség 4-6 százaléka küszködik a fizikailag elégtelen mennyiségű vízből adódó gondokkal, ám gazdasági okok miatt mintegy 20 százalék nem jut biztonságos ivóvízhez, elsősorban a Közel-Keleten és Afrikában. Miután a szaporulat elsősorban a vízben ma is szegény ázsiai és afrikai térségekben nagy (a népesség sok országban húsz év alatt megduplázódik), 2025-re ez az arány – az éghajlatváltozás hatásainak függvényében – akár tízszeresére is nőhet. A probléma az elsősorban a fejlődő országokra jellemző városiasodás miatt felerősödve jelentkezik (átláthatatlan vízi infrastruktúra, felszín alatti vizek túlzott mértékű kihasználása, a járványok nagy száma, az árvizekkel szembeni kiszolgáltatottság). Jelenleg közel 1 milliárd ember él biztonságos ivóvízellátás nélkül, 2-3 milliárd pedig megfelelő szennyvízelvezetés nélkül.

Jelenleg a fejlett Európában fejenként és naponta pazarló módon mintegy 240-250 liter vizet használunk. Ebből körülbelül 50 l/fő/nap az ún. fiziológiai vízhasználat (WC), 110 l/fő/nap „megy el” a konyhában és a fürdőszobában, és ezekhez adódik – helytől függően – átlagosan 80 l/fő/nap veszteség (például elszivárgás a vízellátó hálózatból). A mai háztartások jellemzője, hogy a legjobb minőségű ivóvizet használják függetlenül attól, hogy ivásról, főzésről vagy WC-öblítésről van szó. A vízhasználat különösebb nehézség nélkül több mint 50 százalékkal csökkenthető lenne a hálózatok karbantartásának javítása, a víztakarékos berendezések elterjedése és a hatékony árpolitika révén. A fenti használatok rendre 25, 55 és 25 l/fő/nap értékre csökkenthetők, az ivóvíz felhasználása pedig akár 50 l/fő/napra is, amennyiben azt csupán konyhai és fürdőszobai használatra korlátozzuk. Ebben az esetben a fiziológiai szennyezést a többitől elválasztjuk: ezt nevezzük „fekete” szennyvíznek, a fennmaradót pedig „szürkének”. Az utóbbi egyszerűen tisztítható, megtakarítva a legköltségesebb nitrogén-, továbbá gyakran a foszforeltávolítást is. A tisztított víz alkalmas öntözésre vagy további kezelés után másodlagos vízként a háztartásokban. Érdemes szem előtt tartanunk, hogy lakásunkat 15-20 évenként felújítjuk vagy átépítjük, a szennyvíztelepek és a csatornahálózatok élettartama pedig 30, illetve 50 év körül van. Lehetőségek tehát vannak, ha elég bátrak vagyunk. Jelenlegi tudásunk birtokában a meglévőnél jobb, kevesebb energiafelhasználással és széndioxid kibocsátással járó, olcsóbb, a vizeket megóvó megoldásokat tudunk kidolgozni.

Készítette az M&H Communications szabad felhasználásra, a szerzői jogok korlátozása nélkül.

SOMLYÓDY LÁSZLÓ mérnök

1943-ban született. 1967-ben szerzett mérnöki diplomát a Budapesti Műszaki Egyetem Gépészmérnöki Karán, és hat évvel később már egyetemi doktori fokozatot nyert. 1978-ban a műszaki tudomány kandidátusa (Vízfolyásokban végbemenő szennyvíz-elkeveredés vizsgálata az anyagáramvonal fogalmának bevezetésével), majd doktora lett (Sekély tavak vízminőség-szabályozása). A Magyar Tudományos Akadémia és számos nemzetközi szervezet tagja, az MTA Vízgazdálkodási Kutató Csoportjának megalapítója és vezetője.